文件操作（File类）

第一部分：File类概述

理解Java File类的作用和基本概念

学习目标

掌握File类的核心功能，理解文件路径表示方法

File类的作用

表示文件或目录的路径
创建、删除、重命名文件或目录
查询文件属性（大小、修改时间等）
检查文件或目录是否存在
列出目录内容

文件路径表示

绝对路径：完整的文件路径（如：C:\Users\test.txt）
相对路径：相对于当前工作目录的路径（如：data/test.txt）
路径分隔符：Windows使用"\"，Linux/macOS使用"/"
File.separator：跨平台的路径分隔符

文件系统结构

根目录
├── 文件夹1
│ ├── 文件1.txt
│ └── 文件2.txt
└── 文件夹2

File类表示

File file = new File("path")
路径可以是文件或目录
路径可以是绝对或相对
路径可以不存在

第二部分：File类基本操作

掌握File类的核心方法及其使用

学习目标

熟练使用File类进行文件系统操作

创建File对象

创建File对象的多种方式

import java.io.File;

public class FileCreationExample {
	    public static void main(String[] args) {
	    // 使用绝对路径
File absoluteFile = new File("C:\\Users\\test\\file.txt");

	    // 使用相对路径
File relativeFile = new File("data/test.txt");

	    // 使用父目录和子路径
File parentDir = new File("data");
File childFile = new File(parentDir, "test.txt");

	    // 使用URI
File uriFile = new File("file:///C:/Users/test/file.txt");
}
}

提示：使用File.separator可以创建跨平台的路径

文件与目录操作

File类的核心方法

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.util.Date;

public class FileOperationsExample {
	    public static void main(String[] args) {
File file = new File("test.txt");

	    // 检查文件是否存在
	    boolean exists = file.exists();
System.out.println("文件存在: " + exists);

	    // 创建新文件
	    try {
	    boolean created = file.createNewFile();
System.out.println("文件创建: " + created);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}

	    // 获取文件属性
System.out.println("文件名: " + file.getName());
System.out.println("绝对路径: " + file.getAbsolutePath());
System.out.println("文件大小: " + file.length() + " bytes");
System.out.println("最后修改时间: " + new Date(file.lastModified()));

	    // 重命名文件
File newFile = new File("new_test.txt");
	    boolean renamed = file.renameTo(newFile);
System.out.println("重命名: " + renamed);

	    // 删除文件
	    boolean deleted = newFile.delete();
System.out.println("删除文件: " + deleted);
}
}

提示：操作文件时注意权限问题，可能需要管理员权限

常见错误1：未处理IOException

File file = new File("test.txt");
file.createNewFile(); // 未处理IOException

解决方案：使用try-catch处理文件操作可能抛出的IOException

第三部分：目录操作

使用File类进行目录操作

学习目标

掌握目录的创建、遍历和管理方法

目录创建与删除

创建和删除目录的方法

import java.io.File;

public class DirectoryOperationsExample {
	    public static void main(String[] args) {
	    // 创建单级目录
File dir = new File("my_directory");
	    boolean created = dir.mkdir();
System.out.println("目录创建: " + created);

	    // 创建多级目录
File multiDir = new File("parent/child/grandchild");
	    boolean multiCreated = multiDir.mkdirs();
System.out.println("多级目录创建: " + multiCreated);

	    // 检查目录属性
System.out.println("是目录: " + dir.isDirectory());
System.out.println("目录路径: " + dir.getAbsolutePath());

	    // 删除目录（必须为空）
	    boolean deleted = dir.delete();
System.out.println("目录删除: " + deleted);

	    // 删除非空目录需要递归删除
deleteDirectory(new File("parent"));
}

	    // 递归删除目录及其内容
	    public static void deleteDirectory(File dir) {
	    if (dir.isDirectory()) {
File[] children = dir.listFiles();
	    if (children != null) {
	    for (File child : children) {
    deleteDirectory(child);
}
}
}
dir.delete();
}
}

提示：删除目录前必须确保目录为空，否则需要递归删除

目录遍历

列出目录内容的方法

import java.io.File;
import java.util.Arrays;

public class DirectoryListingExample {
	    public static void main(String[] args) {
File dir = new File("."); // 当前目录

	    // 列出所有文件和目录
File[] files = dir.listFiles();
System.out.println("目录内容:");
	    if (files != null) {
	    for (File file : files) {
System.out.println(file.getName() + 
    (file.isDirectory() ? " (目录)" : " (文件)"));
}
}

	    // 使用FilenameFilter过滤文件
File[] javaFiles = dir.listFiles((dir1, name) -> name.endsWith(".java"));
System.out.println("\nJava文件:");
	    if (javaFiles != null) {
Arrays.stream(javaFiles).forEach(f -> System.out.println(f.getName()));
}

	    // 使用FileFilter过滤文件
File[] directories = dir.listFiles(File::isDirectory);
System.out.println("\n子目录:");
	    if (directories != null) {
Arrays.stream(directories).forEach(d -> System.out.println(d.getName()));
}
}
}

提示：使用FilenameFilter或FileFilter可以过滤目录内容

常见错误2：未检查listFiles()返回值

File dir = new File("invalid_dir");
File[] files = dir.listFiles();
for (File file : files) { // files可能为null
	// ...
}

解决方案：使用前检查listFiles()返回值是否为null

第四部分：路径操作与文件属性

掌握路径操作和文件属性获取方法

学习目标

熟练操作文件路径和获取文件属性

路径操作方法

File类提供的路径操作方法

import java.io.File;

public class PathOperationsExample {
	    public static void main(String[] args) {
File file = new File("src/main/java/com/example/Test.java");

	    // 获取路径信息
System.out.println("文件名: " + file.getName());
System.out.println("父目录: " + file.getParent());
System.out.println("绝对路径: " + file.getAbsolutePath());

	    // 尝试获取规范路径（解析符号链接）
	    try {
System.out.println("规范路径: " + file.getCanonicalPath());
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}

	    // 路径分隔符
System.out.println("路径分隔符: " + File.separator);
System.out.println("路径分隔符(char): " + File.separatorChar);

	    // 路径比较
File file2 = new File("src/../src/main/java/com/example/Test.java");
System.out.println("路径相等: " + file.equals(file2)); // false
System.out.println("规范路径相等: " + compareCanonicalPaths(file, file2)); // true
}

	    // 比较两个文件的规范路径是否相同
	    public static boolean compareCanonicalPaths(File f1, File f2) {
	    try {
	    return f1.getCanonicalPath().equals(f2.getCanonicalPath());
} catch (Exception e) {
	    return false;
}
}
}

提示：使用getCanonicalPath()获取规范路径，解析符号链接和相对路径

文件属性检查

检查文件的各种属性

import java.io.File;

public class FileAttributesExample {
	    public static void main(String[] args) {
File file = new File("test.txt");

	    // 基本属性检查
System.out.println("是否存在: " + file.exists());
System.out.println("是文件: " + file.isFile());
System.out.println("是目录: " + file.isDirectory());
System.out.println("是绝对路径: " + file.isAbsolute());
System.out.println("可读: " + file.canRead());
System.out.println("可写: " + file.canWrite());
System.out.println("可执行: " + file.canExecute());
System.out.println("隐藏: " + file.isHidden());

	    // 文件大小
System.out.println("文件大小: " + file.length() + " bytes");

	    // 最后修改时间
System.out.println("最后修改时间: " + new java.util.Date(file.lastModified()));

	    // 磁盘空间信息
System.out.println("总空间: " + file.getTotalSpace() / (1024 * 1024 * 1024) + " GB");
System.out.println("可用空间: " + file.getFreeSpace() / (1024 * 1024 * 1024) + " GB");
System.out.println("可用空间(系统): " + file.getUsableSpace() / (1024 * 1024 * 1024) + " GB");
}
}

提示：检查文件权限时注意操作系统权限限制

常见错误3：路径分隔符错误

// Windows系统使用反斜杠
File file1 = new File("C:\\Users\\test\\file.txt");

// Linux/macOS使用正斜杠
File file2 = new File("/home/user/file.txt");

// 跨平台问题：在Windows上使用正斜杠可能无效
File file3 = new File("C:/Users/test/file.txt"); // 可能无法正确解析

解决方案：使用File.separator或File.separatorChar创建跨平台路径

第五部分：常见错误与最佳实践

避免文件操作中的常见陷阱

学习目标

识别并解决文件操作中的常见问题

文件操作最佳实践

使用try-with-resources确保资源关闭
操作前检查文件是否存在
使用规范路径进行路径比较
处理所有可能的IOException
使用NIO.2 API进行高级文件操作

性能优化

批量操作时缓存文件属性
避免频繁调用exists()方法
使用Files类替代File类（Java 7+）
递归操作时注意深度限制

安全考虑

验证用户输入的文件路径
避免路径遍历攻击
设置适当的文件权限
敏感文件操作需要用户确认

常见错误4：未检查文件操作结果

File file = new File("test.txt");
file.delete(); // 未检查操作是否成功

解决方案：检查文件操作方法的返回值，确保操作成功

第六部分：总结与练习

巩固学习成果，通过练习掌握文件操作技巧

学习目标

总结File类要点，通过实践加深理解

关键知识点总结

File类表示文件或目录的路径
可以创建、删除、重命名文件和目录
可以查询文件属性和目录内容
路径可以是绝对或相对路径
使用File.separator创建跨平台路径
操作文件时注意处理IOException

动手练习

创建一个程序，列出指定目录下的所有文件和子目录
编写一个方法，计算目录及其子目录的总大小
实现文件备份功能，复制文件到备份目录
创建一个临时文件处理程序，处理完成后自动删除
实现文件搜索功能，按名称或扩展名搜索文件

Day 3 文件操作（File类）

第一部分：File类概述

学习目标

File类的作用

文件路径表示

文件系统结构

File类表示

第二部分：File类基本操作

学习目标

创建File对象

文件与目录操作

常见错误1：未处理IOException

第三部分：目录操作

学习目标

目录创建与删除

目录遍历

常见错误2：未检查listFiles()返回值

第四部分：路径操作与文件属性

学习目标

路径操作方法

文件属性检查

常见错误3：路径分隔符错误

第五部分：常见错误与最佳实践

学习目标

文件操作最佳实践

性能优化

安全考虑

常见错误4：未检查文件操作结果

第六部分：总结与练习

学习目标

关键知识点总结

动手练习